Bài Giảng Mạch Khuếch Đại Liên Tầng

11/26/2012 MẠCH Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM ĐIỆN TỬ Chương LIÊN MẠCH KHUẾCH ĐẠI TẦNG 11/26/2012 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM NỘI DUNG • • • Mạch Cascade Mạch vi sai (difference Mạch khuếch đại amplifier) Darlington • Mạch Cascode khuếch đại khuếch đại 11/26/2012 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM Mạch khuếch đại Cascade • Xét mạch ghép AC (ac-coupling) sau 11/26/2012 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM Mạch khuếch đại Cascade • tích AC (tín hiệu nhỏ): • Phân Phân tích DC, xác định tĩnh Mạch điểm: tương • • • đương Hai tầng độc lập (do ghép AC) Có thể gây méo dạng Độ lợi dòng: A i= iL ii = R  −hfe C iL ib ib1 ib2i b1 i i  = C2 R +R −h ' b1   fe1 b R R'    ' + h    ' +h L   R b2 ie   R b1 ie1   11/26/2012 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM Mạch khuếch đại Cascade Ví dụGiả1: Xác định ngõ sử hfe = 100 điện áp độ lợi áp biên độ dao động cực đại 11/26/2012 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM Mạch khuếch đại Cascade • • Xác định tĩnh điểm: • Tầng 1: Rb1 = R1 // R2 = 9.09K; • Tầng 2:= VCCR1/(R1 + R2) = 1.82V VBB V BB − V BEQ = ≈ 1.3mA I CQ1 Re1 + Rb1 / h fe1 tín Mạch tương đương hie1 = V h fe1 T I CQ1 hiệu ≈ 1920Ω nhỏ h ie2 =h fe VT I CQ2 ≈ 260Ω 11/26/2012 Mạch • Độ lợi áp: Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM khuếch đại Cascade 11/26/2012 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM Mạch khuếch đại Cascade • Xét mạch khuếch đại ghép trực tiếp 11/26/2012 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM Mạch khuếch đại Cascade • Ảnh hưởng DC 02 tầng • • Không bị méo dạng Xác định tĩnh điểm: • V = 0.7V ⇒ I3 = 0.7/600 = 1.17 mA BE1 • Để đơn giản, xem IB = tính toán tĩnh ⇒ = IC2 IE2 = I3 = 1.17 mA ⇒ điểm = – (1.17mA)(1.3K + 1.8K + 0.6K) = 4.7V VCE2 • VE2 = (1.17mA)(1.8K + 0.6K) = 2.8V • VC1 = ⇒ C1 VIE2 = VB2 + VBE = 0.7 + 2.8 = 3.5V = = (9 – 3.5)/2.2K = 2.5 mA VCE1 11/26/2012 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM 10 Mạch khuếch đại Cascade • tín Mạch tương đương h ie1 = h fe1 VT ≈ 1K I CQ1 A v= vL vi = v L ib2 ib1 ib2 ib1 Av = 4000 vi =[ hiệu nhỏ: h ie2 =h fe VT ≈ 2.14K I CQ2  − 100 × 2.2  (0.6 // 0.8)   − 100 × 1.3K ] 2.2 +  hie2  0.2K + (0.6 // 1.8 // hie1 )K (0.6 // 0.8) + 1  11/26/2012 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM 19 Mạch khuếch đại vi sai Ví dụ 5: Cho mạch ví dụ Tính Giả sử i0 = 1µA, Xác định giá trị tín hiệu ngõ vào tối thiểu lớn 100 CMRR để ngõ mode vi sai chung Ac ≈ - 0.1 ≈ = Ad / Ac = 140 (43dB) CMRR Ad - 14 ≥ × Để ngõ mode vi sai 100 ngõ ⇒ iL = -0.1i0 – 14∆i ∆ ≥ × 14 i 100 (0.1i0) mode chung: mode vi sai lần ngõ mode 11/26/2012 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM Mạch khuếch đại vi sai • Phương pháp tăng CMRR 20 11/26/2012 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM 21 Mạch khuếch đại vi sai • Mạch T3 xem nguồn dòng Phân tích tín hiệu nhỏ: Tương tự Re = 1/hoe +h +R /h mạch thay • ib CMRR = b fe h oe 2(hib + Rb / h fe ) • Do 1/hoe lớn nên CMRR lớn ≈ oe h hib + Rb / h fe 11/26/2012 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM Mạch khuếch đại vi sai • Mạch Chỉnh cân bằng: (Balance control) 22 11/26/2012 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM 23 Mạch khuếch đại vi sai • • cân bằng: Điều kiện R1 = Suy R 2= ICQ1 Rv Phân tích Rb   Rv Rb  + ICQ2 −  h fe1 2 • − =   h fe1  h fe −    h fe   AC A d= −Rc Rb Rc + RL 2[hib + Rv / + (Rb / 2)(1/ h fe1 +1/ h fe )] A c= −Rc Rb Rc + RL 2(1/ hoe3 ) + [hib + Rv / + (Rb / 2)(1/ h fe1 +1/ h fe )] Giảm so với không dùng RV 11/26/2012 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM 24 Mạch khuếch đại vi sai Tải 1K Ví dụ 6: cóThiết ghép AC TST (40dB) kế =mạch sau để có CMRR = 100 100 hfe 11/26/2012 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM 25 Mạch khuếch đại vi sai • Theo hình vẽ: R1 = R2 = 50 • hfe1 = hfe2 = 100 ΩSử ; dụng công thức tính Ad Ac phần chỉnh cân thay bằng, Ad = 2Re + hib + 50 +1000 / 100 1/hoe Re, suy 2hib + 100 + 2000 /100 Ac CMRR = ≈ Re 60 + hib • Yêu cầu: CMRR ≥ 100 ⇒ Re ≥ 100(60 + hib) • Giả sử ICQ1 = ICQ2 = 1mA ⇒ hib = 25 Ω ⇒ Re ≥ 8.5K Chọn Re = • Tính VEE: VEE 10K = Rb1IB1 + VBE1 + R1IE1 + Re(2I1) = 20.8VA 11/26/2012 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM Mạch khuếch đại DarlingTone • Dạng mạch: 26 11/26/2012 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM Mạch khuếch đại • Phân tích • Do • ICQ2 Suy 27 DarlingTone tín hiệu nhỏ: = hfe2ICQ1, A i= ≈iL hie2 −h fe Rc =h VT fe I =h h fe1 (Rb / h fe1 ) (h h fe1 fe ) • Xem 2TST ghép Darlington Rc VT fe h CQ Rc + RL (Rb / h fe1 ) + hib1 + hie ii A i= − nên = fe I CQ1 −h fe RC = VT I =h ib CQ1 h fe1 Rb Rc + RL Rb + 2h fe1hib1 Rb R c+ R R L+ 2h b ⇔ TST có: ie1 hie=2hie1 hfe=hfe1hfe 11/26/2012 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM 28 Mạch khuếch đại hfe DarlingTone Ví dụ 7: Xác định tĩnh điểm mạch sau Giả sử = 100 11/26/2012 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM Mạch khuếch đại DarlingTone • Xét mạch chế độ AC 29 11/26/2012 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM Mạch khuếch đại DarlingTone • V Nguồn dòng T5 : I = −6 B5 C5 = 2.9 = −4.14V 2.9 +1.3 (−4.14 − 0.7) − (−6) = 0.9mA 1.3K • • •